CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT GVHD: PHAN THỊ HỒNG LIÊN
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
★★★
BÀI TIỂU LUẬN
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT
Chuyên đề: “BÃO HÒA CO
2
”
GVHD: PHAN THỊ HỒNG LIÊN
SVTH: NGUYỄN THỊ KIM NGÂN 3005080167
NGUYỄN THỊ DIỄM THÚY 3005080415
NGUYỄN THỊ THÚY VI 3005080199
BẠCH THỊ TÂM 3005080418
NGUYỄN THỊ NGHĨA 3005080237
MỤC LỤC
CHUYÊN ĐỀ: “BÃO HÒA CO
2
” TRANG 1
TP.HCM, 02/05/2010
TP.HCM, 02/05/2010
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT GVHD: PHAN THỊ HỒNG LIÊN
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN BÃO HÒA CO
2
TRONG NƯỚC GIẢI KHÁT 6
1.1 KHÍ CARBONIC 6
1.1.1 NGUỒN GỐC CO
2
6
1.1.1.1 THU NHẬN CO

2
12
2.1.1 PHƯƠNG PHÁP POSTMIX 12
2.1.2 PHƯƠNG PHÁP PREMIX 13
2.2 THIẾT BỊ BÃO HÒA CO
2
13
2.2.1 MÁY BÀI KHÍ 13
2.2.2 MÁY BÀI TRỘN SIRO 14
CHUYÊN ĐỀ: “BÃO HÒA CO
2
” TRANG 2
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT GVHD: PHAN THỊ HỒNG LIÊN
2.2.3 MÁY LẠNH 14
2.2.4 MÁY BÃO HÒA CO
2
15
2.2.4.1 MÁY BÀI KHÍ NƯỚC NGUYÊN LIỆU VÀ PHỐI TRỘN NƯỚC VỚI
SYRUP THÀNH PHẨM TRƯỚC, SAU ĐÓ TIẾN HÀNH BÃO HÒA CO
2
16
2.2.4.2 MÁY BÃO HÒA CO
2
CÓ HAI LOẠI: LÀ DẠNG MÀNG MỎNG VÀ
DẠNG PHUN 16
2.3 CÁC NGUYÊN NHÂN ẢNH HƯỞNG XẤU ĐẾN KẾT QUẢ BÃO HÒA
18
TÀI LIỆU THAM KHẢO 19
CHUYÊN ĐỀ: “BÃO HÒA CO
2

phẩm tránh bị hư hỏng.
Như chúng ta đều biết đặc tính quan trọng của CO
2
là dễ hòa tan trong nước. Thế
nhưng, quá trình bão hòa CO
2
trong nước giải khát còn tùy thuộc vào nhiều yếu tố
như nhiệt độ, áp suất, thiết bị bão hòa, v.v … Vì vậy, sau đây là phần tìm hiểu sâu
hơn, chi tiết hơn về quá trình bão hòa CO
2
trong nước giải khát.
Trong quá trình tìm hiểu và thu nhận thông tin chắc chắn sẽ không tránh khỏi
được những sai sót. Do đó, nhóm sinh viên chúng em mong nhận được những ý kiến
CHUYÊN ĐỀ: “BÃO HÒA CO
2
” TRANG 4
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT GVHD: PHAN THỊ HỒNG LIÊN
đóng góp của Cô để có thể hoàn thiện đề tài tiểu luận về: “ bão hòa CO
2
” trong nước
giải khát.
CHUYÊN ĐỀ: “BÃO HÒA CO
2
” TRANG 5
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT GVHD: PHAN THỊ HỒNG LIÊN
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN BÃO HÒA CO
2
TRONG NƯỚC
GIẢI KHÁT
Nước giải khát pha chế không cồn được sản xuất bằng cách phối trộn syrup

là như thế nào? cũng
như quy trình và thiết bị bão hòa CO
2
trong nước giải khát ra sao? Vì thế, sau
đây là phần tìm hiểu chi tiết đáp ứng những thắc mắc của các câu hỏi trên.
1.1 KHÍ CARBONIC (CO
2
):
Hình ảnh minh họa khí CO
2
CHUYÊN ĐỀ: “BÃO HÒA CO
2
” TRANG 6
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT GVHD: PHAN THỊ HỒNG LIÊN
1.1.1 Nguồn gốc CO
2
:
Trong nước giải khát có gas, CO
2
là yếu tố tạo nên sự đặc trưng của sản
phẩm, không chỉ ảnh hưởng đến giá trị cảm quan mà còn góp phần làm tăng độ
bền sinh học của chúng.
Như chúng ta đều biết, trong thiên nhiên CO
2
được tạo ra từ sự hô hấp của
động, thực vật cũng như của con người. CO
2
cũng được tạo thành từ phản ứng
cháy, nung vôi sống, phản ứng lên men, hoặc từ các giếng có chứa khí CO
2

H
5
OH + 2CO
2
+ Q.
Trong quá trình lên men, một
phần đường sẽ được chuyển hóa
thành sinh khối nấm men và các sản
phụ khác như rượu cao phân tử, acid
hữu cơ, ester, …. Ngoài ra một phần
khí CO
2
được sinh ra có thể bị thất
thoát trong quá trình thu hồi. Vì thế,
tron thực tế người ta chỉ thu hồi
được trung bình 70% lượng khí CO
2
được sinh ra từ phương trình lên
men nói trên.
Kiểm soát lưu lượng khí
Khí CO
2
được thu nhận từ quá trình lên men bia rượu sẽ bị lẫn các tạp chất
dễ bay hơi như aldehyt, rượu… Vì thế, ta cần phải xử lý tinh sạch CO
2
.
CHUYÊN ĐỀ: “BÃO HÒA CO
2
” TRANG 7
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT GVHD: PHAN THỊ HỒNG LIÊN

KMnO
4
nhằm tách bỏ các tạp chất khử. Rời tháp, khí

CO
2
sẽ được đưa đi vào
tháp có chứa Na
2
CO
3
: các hợp chất acid sẽ được loại bỏ. Sau đó, khí CO
2
sẽ
được đưa vào tháp để tách nước và đi vào thiết bị nén 3 cấp để tinh sạch CO
2
để
đưa vào sử dụng.
1.1.2 Tác dụng CO
2
:
• CO
2
góp phần tạo hương vị, mặc dù bản thân CO
2
không có vị, nhưng khi
hòa tan trong nước sẽ tạo ra một lượng nhỏ acid, điều này đủ tạo nên vị
chua cho dung dịch, và kết hợp với vị chua của acid cùng hương liệu tạo
nên vị đặc trưng cho sản phẩm.
• Các bọt khí CO

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT GVHD: PHAN THỊ HỒNG LIÊN
♦ CO
2
cũng có thể ức chế hoạt tính của một số enzyme của tế bào vi
sinh vật và làm rối loạn quá trình trao đổi chất của tế bào.
♦ CO
2
khi được hấp thụ vào bên trong tế bào sẽ làm thay đổi giá trị pH
của tế bào chất.
♦ CO
2
làm biến đổi một số tính chất hóa lý của protein trong tế bào vi
sinh vật và gây rối loạn quá trình trao đổi chất ở tế bào.
1.1.3 Đặc tính CO
2
:
CO
2
là một khí nặng, không màu và gần như không mùi, không cháy, không
gây ăn mòn kim loại. Khi tan trong nước, CO
2
tạo ra một dung dịch acid nhẹ
(acid carbonic) có độ pH từ 3,2 đến 3,7 và không gây nguy hiểm cho vật liệu
thông thường. Trong môi trường nhiều khí CO
2
, nó có thể gây ngạt thở vì nó cắt
nguồn cung cấp oxi. Vì vậy, CO
2
được dùng làm chất chữa cháy.
CO

0
C, một thể tích nước hấp thụ
được một thể tích CO
2
.
1.2 ĐỊNH NGHĨA “BÃO HÒA CO
2
”:
Bão hòa CO
2
là quá trình nạp CO
2
vào trong nước giải khát đến một giá trị
nồng độ nhất định tùy theo yêu cầu công nghệ.
1.3 BẢN CHẤT CỦA QUÁ TRÌNH “BÃO HÒA CO
2
”:
Sự hòa tan của CO
2
trong nước hoặc syrup thành phẩm là một quá trình hấp
thụ, trong đó CO
2
là chất được hấp thụ. Quá trình này sẽ phụ thuộc vào khả
năng tương tác giữa CO
2
với nước hoặc syrup thành phẩm.
CHUYÊN ĐỀ: “BÃO HÒA CO
2
” TRANG 9
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT GVHD: PHAN THỊ HỒNG LIÊN

2
. Chẳng hạn, cùng ở
áp suất không khí, ở nhiệt độ 21,1
0
C một thể tích nước hấp thụ được 0,85 thể
tích CO
2
. Ở nhiệt độ 10
0
C nước sẽ hấp thụ được 1,19 thể tích CO
2
. Ở nhiệt độ
trên 21
0
C phải cần một áp suât cao để bão hòa CO
2
sự bão hòa này không bền
hay còn gọi là bão hòa giả định, sự liên kết của nước và CO
2
sẽ kém hơn.
CHUYÊN ĐỀ: “BÃO HÒA CO
2
” TRANG 10
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT GVHD: PHAN THỊ HỒNG LIÊN
Trong công nghệ sản xuất nước giải khát pha chế, quá trình bão hòa CO
2
cho
sản phẩm thường được thực hiện ở 1 – 2
0
C.

2
.
• Nước chứa nhiều không khí, tạp chất.
• Chai rửa không sạch.
• Siro còn nóng, nhiều bọt.
• Áp suất của CO
2
cung cấp cho máy không ổn định.
1.5 XỬ LÍ CO
2
CHO QUÁ TRÌNH BÃO HÒA:
CO
2
thu được từ phản ứng lên men hay từ phản ứng đốt cháy thường vẫn
còn có một số tạp chất như dầu, các khí khác như O
2
, SO
2
, và các mùi, vị
CHUYÊN ĐỀ: “BÃO HÒA CO
2
” TRANG 11
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT GVHD: PHAN THỊ HỒNG LIÊN
lạ , các tạp chất này sẽ ảnh hưởng đến quá trình bão hòa CO
2
và chất lượng
của sản phẩm. Do đó, CO
2
phải được xử lí trước khi đưa vào sản xuất.
Khí CO

nguội trong thiết bị trao đổi nhiệt và tách dầu trong thiết bị.
Rời máy nén khí cấp ba, CO
2
sẽ đi vào tháp có chứa than hoạt tính. Tại đây,
than sẽ tách các tạp chất còn sót lại trong dòng khí CO
2
. Sau đó, khí CO
2
sẽ đi
vào tháp có chứa silicagel để tách phần hơi nước còn sót lại. Ở giai đoạn sau
cùng, khí CO
2
sẽ đi vào thiết bị ngưng tụ, được làm lạnh và chuyển sang dạng
lỏng. Ở áp suất 6,38 ÷ 6,87 MPa; CO
2
lỏng từ thiết bị ngưng tụ sẽ qua van tiết
lưu với áp suất 2,36 ÷ 2,75 MPa để đi vào bồn trung gian. Từ đây, CO
2
sẽ qua
van tiết lưu để đi vào bồn chứa sản phẩm.
CHUYÊN ĐỀ: “BÃO HÒA CO
2
” TRANG 12
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT GVHD: PHAN THỊ HỒNG LIÊN
CHƯƠNG II: QUÁ TRÌNH BÃO HÒA CO
2
2.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP BÃO HÒA CO
2
:
2.1.1 Phương pháp Postmix:

2.2 THIẾT BỊ BÃO HÒA CO
2
:
Các thiết bị bão hòa CO
2
gồm có: máy bài khí, máy hòa trộn siro, máy lạnh,
máy bão hòa CO
2
.
2.2.1 Máy bài khí:
Nước thường chứa một lượng không khí (khí O
2
) khoảng 8g/L, lượng khí
này sẽ gây trở ngại cho việc bão hòa CO
2
. Để cho sự bão hòa CO
2
đạt được kết
quả tốt (giúp khí CO
2
sẽ dễ được hấp thụ, độ bão hòa vững bền, và tiết kiệm
CO
2
). Máy bài khí là một bình chứa các mảnh sứ, khi nước chảy vào bình, chảy
quá các mảnh sứ, nước sẽ được phân tán nhỏ, khí O
2
sẽ nhẹ bay lên và nằm
phần trên bình và sẽ được bơm hút ra ngoài, nước ra khỏi bình không còn
không khí sẽ được bơm đến máy hòa trộn siro.
 Nguyên tắc hoạt động của máy:

định lượng sẽ tự động điều
chỉnh, hòa trộn siro theo tỉ lệ
mong muốn của nhà sản xuất.
Việc hòa trộn này giúp cho
sản phẩm được đồng nhất,
không bị trở ngại trong quá
trình chiết sản phẩm, do có sự
chênh lệch nhiệt độ giữa nước
và siro (sẽ gây xì, trào).
Kiểm soát lưu lượng phụ trợ trong sản xuất nước ngọt (nhà máy NGK)
2.2.3 Máy lạnh:
Như chúng ta đã biết, nước lạnh sẽ hấp thụ CO
2
dễ hơn, khi nhiệt độ của
nước tăng lên thì áp suất làm việc của máy bão hòa phải tăng để đạt cùng độ
bão hòa CO
2
. Ta biết là: sự bão hòa CO
2
ở áp suất và nhiệt độ cao sẽ không bền
và khi ra khỏi máy, áp suất trong chai giảm xuống thì CO
2
sẽ nhanh chóng tách
khỏi dung dịch. Ngoài ra khi chiết sản phẩm ở nhiệt độ cao sẽ có hiện tượng
trào sản phẩm và năng suất của máy sẽ bị giảm.
 Lợi ích của máy lạnh:
• Sản phẩm sẽ đồng đều hơn về độ bão hòa CO
2
.
• Tiết kiệm: cùng một hàm lượng CO

C.
Một lượng khí CO
2
sẽ được cung cấp trong bồn nước lạnh tạo một áp suất.
lượng CO
2
này cũng đẩy lượng này O
2
còn sót lại trong nước ngọt, giai đoạn
này được gọi là tiền bão hòa. Một hệ thống phao tạo tín hiệu tự động điều khiển
lượng nước cung cấp cho máy lạnh được kết hợp với hoạt động của máy hòa
trộn siro cùng máy bão hòa và máy chiết để hệ thống thiết bị được hoạt động
liên tục.
2.2.4 Máy bão hòa CO
2
:
Ta biết rằng lượng CO
2
nước hấp thụ được tùy thuộc vào nhiệt độ của nước
và áp suất của CO
2
. Tốc độ hấp thụ sẽ tùy thuộc vào mức độ tiếp xúc giữa nước
và CO
2
. Để việc bão hòa CO
2
được nhanh và hoàn hảo thì bề mặt tiếp xúc giữa
CO
2
và nước phải lớn.

phẩm sẽ được bơm (11) đưa vào thiết bị (3) để tiếp tục bão hòa CO
2
. Thiết bị
(2) và (3) được cấu tạo tương tự như nhau. Khí CO
2
được nạp vào thiết bị (2) và
(3). Cuối cùng sản phẩm được chứa trong bồn (12) dưới áp lực CO
2
để chuẩn bị
đưa sang thiết bị rót vào chai hoặc lon.
2.2.4.2 Máy bão hòa CO
2
có hai loại: là dạng màng mỏng và dạng phun.
• Bão hòa dạng màng: nước sẽ được chảy qua các tấm bảng hay chảy nhỏ
giọt xuống bề mặt không đều.
• Bão hòa dạng phun: nước sẽ được phun sương thành hạt nhỏ hay bằng
các cánh khuấy.
 Nguyên tắc hoạt động của thiết bị:
Nước ngọt từ máy lạnh sẽ được bơm đến máy bão hòa, lưu lượng nước phải
được điều chỉnh ổn định. Mực nước trong máy bão hòa được kiểm soát bởi
phao hoặc các điện cực để điều khiển hoạt động của bơm, để giữ mực nước
trong bồn bão hòa thích hợp. Nước được bơm vào đỉnh của bồn bão hòa, phun
sương hoặc chảy qua các tấm bảng xuống đáy bồn. Trong quá trình chảy nước
CHUYÊN ĐỀ: “BÃO HÒA CO
2
” TRANG 17
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT GVHD: PHAN THỊ HỒNG LIÊN
sẽ hấp thụ CO
2
được cung cấp vào bồn với áp suất cần có để đạt được độ bão

đa.
Kiểm soát lưu lượng nước đóng chai
2.3 CÁC NGUYÊN NHÂN ẢNH HƯỞNG XẤU ĐẾN KẾT QUẢ BÃO
HÒA CO
2
:
CHUYÊN ĐỀ: “BÃO HÒA CO
2
” TRANG 18
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT GVHD: PHAN THỊ HỒNG LIÊN
• Vật lạ trong bồn bão hòa (dầu mỡ, cặn bẩn… )
• Công tác bảo trì, bảo dưỡng thiết bị kém.
• Dung tích bồn bảo hòa quá nhỏ so với máy chiết.
• Đường ống dẫn gas quá nhỏ.
• Gas CO
2
nóng, …….
CHUYÊN ĐỀ: “BÃO HÒA CO
2
” TRANG 19
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT GVHD: PHAN THỊ HỒNG LIÊN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN - CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CÁC SẢN
PHẨM TỪ SỮA VÀ THỨC UỐNG – TẬP 2 – CÔNG NGHỆ SẢN
XUẤT THỨC UỐNG.
2. BỘ MÔN THỰC PHẨM – BÀI GIẢNG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
NƯỚC GIẢI KHÁT
 Từ trang web:
1. />imgurl= />01/anh5(2).gif&imgrefurl
CHUYÊN ĐỀ: “BÃO HÒA CO